GIMNOSPERMEGIMNOSPERMEGIMNOSPERMEGIMNOSPERME

C fit S t fitCormofite Spermatofite(piante che producono seme)

Gimnosperme significa “seme nudo” p g

Angiosperme seme racchiuso nel fruttoAngiosperme seme racchiuso nel frutto

Caratteristiche riproduttive

SEME

Seme e frutto di AngiospermeSeme nudo di Gimnosperme

FOGLIA

Caratteristiche STRUTTURALI ed ANATOMICHE

FOGLIA

La forma e le dimensioni delle fogliesono molto diverse nei vari taxa

FOGLIA L’anatomia della foglia è molto caratteristica, specialmente nellefoglie aghiforme che si caratterizzano per una serie diaccorgimenti adattativi xeromorfi

lixilema floemaendoderma

canali resiniferi

stomi Epidermidemesofillo

• epidermide con cuticola spessa• stomi infossati in cavità riempite da materiale ceroso

fill l filli ll l fitt t ti t li i if i• mesofillo clorofilliano con cellule fittamente stipate e canali resiniferi • sistema di conduzione costituito da una sola nervatura (foglie uninervie)

FUSTO

Struttura primaria: eustele Struttura secondaria: struttura uniforme(legno omoxilo)

Dall’esterno verso l’interno: epidermide, una ristretta zona corticale, un anello difasci collaterali aperti (fibre sclerenchimatiche, floema, xilema) ed un midollosviluppato.I fasci sono separati gli uni dagli altri da parenchima midollare.

(L’eustele è tipica dell’accrescimento primario delle Gimnosperme e poi delleAngiosperme Dicotiledoni ).

Sezione trasversale di fusto di Pinus :

• strato di sughero + strato di fellogeno + fellodermastrato di sughero + strato di fellogeno + felloderma• parenchima corticale con canali resiniferi• floema secondario formato da cellule cribrose• cambio che dà origine sia allo xilema e floema secondario• cambio che dà origine sia allo xilema e floema secondario• raggi midollari che intersecano radicalmente il legno e libro secondario• legno secondario omoxilo (solo fibro-tracheidi)

Legno omoxilo

legno primaverile legno estivo

Legno omoxilo

Fibro-TRACHEIDIapertura

Nelle Gimnosperme lo xilema secondario è costituito quasi esclusivamente dafibrotracheidi areolate (elementi conduttori con anche funzione di sostegno).

Fibrotracheidi con punteggiature che appaiono come dischetti disposti in filelongitudinali forniti di una apertura concentricalongitudinali, forniti di una apertura concentrica.

MODALITA’ DI CRESCITA

Tutte le Gimnosperme sono piantelegnose con portamento arboreo.

ll f i i i i i f iNelle forme più primitive, i fusti sonocolonnari indivisi; nei taxa più evoluti sihanno fusti con accrescimentoprevalentemente monopodiale, ma nonmancano anche esempi conaccrescimento simpodiale.p

MODALITA’ DI CRESCITA

Le Gimnosperme sono piante dioiche

STRUTTURE RIPRODUTTIVE ♂

Microsporofilli squamiformi riunitiin strobili (cono)in strobili (cono).

Microsporofilli portano sacchepolliniche (microsporoteci o

Nelle sacche polliniche avviene la

polliniche (microsporoteci omicrosporangi) (2n)

pmeiosi con formazione dimicrospore (n)

Lo sviluppo delle microspore(n) darà origine al gametofito♂ Il t fit è ì id tt♂. Il gametofito è così ridottoche si sviluppa dentro le paretidella spora.

Le Gimnosperme sono piante dioiche

STRUTTURE RIPRODUTTIVE ♂

Microsporofilli squamiformi riunitiin strobili (cono)in strobili (cono).

Microsporofilli portano sacchepolliniche (microsporoteci o

Nelle sacche polliniche avviene la

polliniche (microsporoteci omicrosporangi) (2n)

pmeiosi con formazione dimicrospore (n)

Microsporofilli microsporoteci o microsporangi (sacchepolliniche) microspore gametofito ♂ cellule spermatiche

STRUTTURE RIPRODUTTIVE ♀

Macrosporofilli isolati o riuniti in strobili

Macrosporofilli portano ovuli( t i i )(macrosporoteci o macrosporangio)(2n) in posizione laterale (es.Cycas) o ventrale in strobili (es.Pinus).

Nell’ovulo avviene la meiosi conf i diformazione di macrospore omegaspore (n) di cui solo una èfunzionale

Lo sviluppo delle macrospore(n) darà origine al gametofito(n) darà origine al gametofito♀. Il gametofito è così ridottoche si sviluppa dentro le paretid lldella spora.

STRUTTURE RIPRODUTTIVE ♀

Macrosporofilli isolati o riuniti in strobili

Macrosporofilli portano ovuli( t i i )(macrosporoteci o macrosporangio)(2n) in posizione laterale (es.Cycas) o ventrale in strobili (es.Pinus).

Nell’ovulo avviene la meiosi conf i diformazione di macrospore omegaspore (n) di cui solo una èfunzionale

Macrosporofilli macrosporoteci o macrosporangi (ovuli)macrospore gametofito ♀ cellule uovo

STRUTTURE RIPRODUTTIVE

CICLO DELLE GIMNOSPERME

♀

♂

Ciclo aplo-diplobionteCiclo aplo diplobionteFase diploide prevalente su quella aploide.Alternanza di generazione mascherata perché i gametofiti sono molto ridotti, tantoda essere contenuti nelle rispettive spore:da essere contenuti nelle rispettive spore:Sacche polliniche microspore (granulo polline) gametofito maschile (polline)Ovuli macrospore gametofito femminile

CICLO DELLE GIMNOSPERME

♀

♂

Dopo la fecondazione dallo zigote si forma, in un primo tempo, un proembrionee solo dalla parte inferiore di questo si formerà il vero e proprio embrione.

Caratteristiche riproduttive: L’EVOLUZIONE DELL’OVULO

A maturazione il macrosporangio (ovulo) (2n)

(2n)

p g ( ) ( )non rilascia la macrospora (n)

(n) Dalla macrospora si forma il gametofito ♀contente la cellula uovo

(2n)

gametofito ♀contente la cellula uovo che fecondata darà origine allo zigote

che si svilupperà in embrione(2n)

IL SEME è semplicemente un ovulo fecondato che contiene

l’EMBRIONEOvulo immaturo

SEME

Struttura del seme:

- tegumento esterno: può essere anche duroe resistente (difesa meccanica)e resistente (difesa meccanica)

- embrione (2n)

d i i i i- endosperma primario: sostanze nutritive

Durante il processo di maturazione del seme gliDurante il processo di maturazione del seme, gliscambi trofici con il vecchio sporofito, rimangonointensi.

GGGimnospermeGimnosperme

SistematicaSistematicaSistematicaSistematica

Le Gymnospermae sono derivate dalle Progymnospermae, con 2 linee di sviluppoben separate :ben separate :- Coniferophytina a foglie aghiformi e dicotomiche- Cycadophytina con foglie pennate

Rapporti filogenetici,presunti, tra i gruppi diSpermatophyta e lorosviluppo nelle eregeologiche

Sottodivisione Cycadophytina

Cl G t id F G t

Cl. Cycadopsida* Fam. Cycadaceae

Cl. Gnetopsida Fam. GnetaceaeFam. EphedraceaeFam. Welwitschiaceae

* classi più primitive

Suddivisione Coniferophytina

Cl C if id F Pi

Cl. Gynkgopsida* Fam. Gynkgoaceae

Cl. Coniferopsida Fam. PinaceaeFam. CupressaceaeFam. TaxodiaceaFam. AraucariaceaeFam. Taxaceae

Classe Cycadopsida

Sottodivisione Cycadophytina

y p

Classe primitiva delle Gymnosperme in cui la fecondazione avviene per mezzo dispermi cigliati che nuotano in un liquido segreto dall’ovulo. La fecondazione èancora legata alla presenza dell’acqua.

Cycas revolutaCycas revoluta

Sottodivisione CycadophytinaClasse Gnetopsida

Le strutture riproduttive sono strobili provvisti di brattee protettive che simulano ilperianzio del fiore delle Angiosperme. Per questo carattere, e per la presenza dielementi del legno simili alle Angiosperme le Gnetopsida sono considerate daelementi del legno simili alle Angiosperme, le Gnetopsida sono considerate daalcuni come la classe di passaggio fra le Gimnosperme e le Angiosperme.

F i li G t F i li E h d

Le specie di Gnetum sono in maggioranza

Famiglia Gnetaceae

Le specie di Ephedra sono cespugli della zona

Famiglia Ephedraceae

sono in maggioranza lianose delle foreste

pluviali tropicali

sono cespugli della zona mediterranea di regioni asiatiche e americane

Famiglia Welwitschiaceae

Welwitschia mirabilis presenta molte peculiarità:• radice a fittone molto profonda che si espande in orizzontale• due foglie lunghe fino a cinque metri e adagiate sul terreno.• infiorescenza simile ad una pigna Simile alle conifere

i l l ità ( h lt 2000 i) f il i t• eccezionale longevità (anche oltre 2000 anni) - fossile vivente.

W. mirabilis è tipica del deserto delW. mirabilis è tipica del deserto delNamib e il suo areale si estende deisemideserti costieri dell’Africameridionale e dell’Angolameridionale e dell Angola

In Italia le Gimnosperme sono rappresentate dalle seguenti famiglie:

Sottodivisione Coniferophytina

Cl Gi k idClasse Ginkgopsida

Famiglia Ginkgoaceae (Unica famiglia rappresentata da 1 sola specie vivente)

Classe primitiva delle Gimnosperme costituita da alberi dioici. Negli individui ♂ imicrosporofilli sono disposti in spighe amentiformi e ogni microsporofillo presentaall’apice 2 sacche polliniche. Gli individui ♀ presentano più macrosporofilli,ognuno dei quali porta all’apice 2 ovuli. Fecondazione con spermatozoidi.

Semeavvoltoda unda uninvolucrocarnoso

Ginkgo biloba

Sottodivisione Coniferophytina

Cl. Coniferopsidap

Famiglia Pinaceae

Famiglia Pinaceae

F li hif i i l i i ffi diFoglie aghiformi singole o in ciuffi disposte aspirale

Strobili lignificati con 2 semi per ogni squamaovulifera

Famiglia Pinaceae

Pinus pinea (Pino domestico, Pino da pinoli)(Pino domestico, Pino da pinoli)

Chioma a forma di ombrello

Foglie in gruppi di 2

Coni grandi, ovali e simmetricig ,costituiti da squame con sporgenza

Dune macchie e pendii aridiDune, macchie e pendii aridi

Famiglia Pinaceae

Pinus halepensis (Pino di Aleppo)

Albero piccolo spesso contorto

Tronco chiaroTronco chiaro

Foglie in gruppi di 2

Coni su peduncoli brevi e ricurviConi su peduncoli brevi e ricurvi

Pi i hPinete e garighe soprattutto costiere

Famiglia Pinaceae

Cedrus atlantica (Cedro dell’Atlante)

Forma conica con rami ascendenti

Infiorescenze ♀ rimangono eretteanche dopo l’impollinazione.

Cresce sui monti dell’Africadell Africa

settentrionale

Famiglia Pinaceae

Abies alba (Abete bianco)

Aghi smarginati all’apice g g pdisposti su 2 file

Coni eretti

Aghi solitari

tronchi giovanili grigiastri con vescicoleg g

Boschi montani, fascia del faggio

Famiglia Pinaceae

Picea excelsa (P. abies) (Abete rosso, Peccio)

Aghi solitari quadrangolarig q g

Rami giovani bruno-rossicci

Coni femminili penduliConi femminili penduli

Corteccia bruno-ruggine liscia

Foreste subalpineForeste subalpine

Famiglia Pinaceae

Larix decidua (Larice)

Unica conifera spontaneain Europa caducifoglie

Coni ♂ globosi

Coni ♀ con squame larghe eConi ♀ con squame larghe erotondeggianti

B hi i b l i iBoschi montani e subalpini

Famiglia Cupressaceae

Coni ♀ globosi con squame pentagonali piatteFamiglia Cupressaceae

Cupressus sempervirens(Cipresso)

♀ g q p g p

Coni ♂ piccoli, terminali

Foglie squamiformi lunghe 1mmFoglie squamiformi lunghe 1mm

Originario della Grecia e Creta

Famiglia Cupressaceae Aghi acuminati in verticilli di 3

Juniperus communis (Gi )

Aghi con una sola striscia pallida sulla superficiesuperiore, grigio-verdi inferiormente

(Ginepro comune) Coni maschili solitari

Coni femminili prima verdi, poi bluastri

Pascoli e boschi aridi

Famiglia Taxodiaceae

Caratterizzata da coni femminili legnosi con 2-9 semiper ciascuna squama, coni maschili piccoli con squame aper ciascuna squama, coni maschili piccoli con squame aspirale aghi a spirale, dioici.

Distribuzione originaria Asia e Americag

Famiglia Taxodiaceae

Sequoia sempervirens(Sequoia di California)

Può raggiungere i 112 m dialtezza e vivere più di 1000 annip

Chioma colonnare con lunghirami patenti

Foglie piatte disposte su due filee lesiniformi

Coni ♂ terminali, coni ♀ consquame alate

C t i dCorteccia spugnosa edingrossata alla base

Famiglia Taxodiaceae

Taxodium distichum (Cipresso calvo)

Radici respiratorie(pneumatofori) che sporgono(p ) p gsopra il livello dell’acqua

Foglie caduche, in autunnod i i i l liperde rami interi laterali

Aghi piatti, distici

Coni ♂ in gruppetti, coni ♀solitari.

Famiglia Araucariaceae (presente tuttora solo nell’emisfero australe)

Strobili lignificati formati da squame copritrici e ovulifere monospermeg q p p

Araucaria excelsaexcelsa

Famiglia Taxaceae

Taxus baccata (Tasso)

Rami ascendenti

Tronco rossastro scuroTronco rossastro scuro

Foglie piatte, disposte opposte sui ramisecondari

Coni ♂ con squame appiattite

Coni ♀ con 1 seme, circondati a maturità♀ ,da una squama carnosa (arillo) rossa

Faggete preferibilmentepreferibilmente

calcaree